Агронавигатор: характеристики и применение

Сельскохозяйственная отрасль играет важную роль в жизни общества, обеспечивая нас пищей и сырьем. Как и многие другие отрасли, сельское хозяйство не стоит на месте, постоянно развиваясь и внедряя инновационные технологии. Одной из таких инноваций, которая пришла в аграрную отрасль, является агронавигация. Для контроля и управления процессами обработки полей применяются компьютерные программы и специальное оборудование — агронавигаторы, курсоуказатели, подруливающие устройства. Рассмотрим подробнее понятие агронавигации, ее роль в сельском хозяйстве, преимущества и недостатки этой системы.

Что такое агронавигация и для чего она нужна

Агронавигацией называется современная система, позволяющая управлять сельхозтехникой при помощи GPS-навигации. Это современный инструмент, который повышает производительность и продуктивность работы в сельскохозяйственной отрасли. Внедрение GPS-навигации в сельское хозяйство позволяет увеличить эффективность обработки полей, применения удобрений и химикатов, повысить урожайность, сократить затраты на производство сельхозпродукции.

Повышение эффективности

Применение GPS-технологий сокращает время вспашки полей, сбора урожая, внесения удобрений и выполнения других операций, повышает точность обработки почвы, сокращает время и расход топлива на перемещение сельхозтехники по полям. Благодаря точному позиционированию, фермеры получают возможность эффективно управлять работой тракторов, комбайнов и другой техники, оптимизировать маршруты и избегать повторной обработки одних и тех же участков поля.

Контроль рабочих процессов

Еще одно несомненное преимущество агронавигации — возможность оперативно реагировать на изменение условий на полях и быстро принимать соответствующие меры. С помощью специальных программ и датчиков, фермеры могут получать информацию о состоянии почвы, уровне влажности и других параметрах, что позволяет своевременно реагировать на изменение условий и принимать меры для улучшения качества сельскохозяйственной продукции.

Безопасность

Также нельзя не сказать о повышении комфорта и безопасности работы для операторов спецтехники. GPS-навигация значительно упрощает управление машинами и механизмами, включая прохождение сложных участков, исключает вероятность столкновения трактора или комбайна с препятствиями.

Как работает система агронавигации

Агронавигатором называется многофункциональное устройство, использующее систему GPS-навигации, при помощи которой техника получает возможность обрабатывать поля по построенным маршрутам. Траектория движения сельхозтехники задается координатами со спутника, а набор функций агронавигатора обеспечивает возможность контроля управления тракторами и навесным оборудованием. Использование GPS-навигаторов значительно увеличивает производительность техники и обеспечивает высокую точность вождения даже при плохой видимости и в темное время суток.

Основное назначение агронавигаторов — это обеспечение возможности прохода трактора с навесками и прицепными орудиями по полю таким образом, чтобы каждая следующая полоса проходила параллельно предыдущей, без перекрытий и пропусков. Поскольку в первом случае наблюдается перерасход удобрений и посадочного материала, во втором — рост сорных растений и снижение качества продукции.

Применение агронавигаторов позволяет легко устранять такие проблемы, как перерасход топлива и удобрений, недобор урожая, низкое качество сельхозпродукции. Благодаря равномерности обработки полей обеспечивается максимальная эффективность использования посевных площадей.

Задачи, которые с успехом решают GPS-навигаторы

• Компьютерные программы рассчитывают движения сельхозтехники, маршрут отображается в режиме реального времени на дисплее устройства, установленного в кабине трактора.
• Устройства задают необходимую ширину прохода трактора с учетом ширины захвата навесного оборудования.
• На цветном мониторе агронавигатора наглядно отображаются пройденные площади.
• Сельхозтехника перемещается по идеально ровным линиям, а оператор сельхозмашины получает подсказки — визуальные и голосовые. В случае отклонения от построенного маршрута GPS-навигатор дает звуковой сигнал, а также предупреждает о возникающих на пути препятствиях.
• В агронавигаторе есть функция возврата трактора к точке, от которой нужно продолжить работу после остановки или перерыва. Эта функция позволяет задействовать в обработке одного поля несколько машин в разное время.

Типы GPS-навигаторов

Существуют разные типы GPS-навигаторов, которые отличаются функционалом, точностью, режимом работы, управления навесными и прицепными орудиями, возможностью подключения подруливающего устройства и другими параметрами.

Рассмотрим основные типы агронавигаторов:

• Курсоуказатель. Устройства этого типа относятся к самым простым GPS-навигаторам первого уровня, которые выполняют роль визуального указателя направления движения. Агронавигатор только указывает координаты, а физически маршрут техники зависит от оператора.
• GPS-навигатор с авторулем. Это агронавигатор нового поколения с механизированным пилотом и возможностью подключения к органам управления. Такое устройство способно управлять движением трактора, с его помощью можно задать определенные параметры обработки почвы.
• Система навигации с автопилотом. Речь идет об агронавигаторах с датчиками и контроллерами, работающих с современным программным обеспечением. К таким GPS-навигаторам подключается гидравлическое подруливающее устройство, а также предусматривается возможность управления навесками и прицепными орудиями.

Как выбрать агронавигатор

При выборе агронавигатора нужно учитывать следующие характеристики:

• Точность. Это один из самых важных параметров GPS-навигаторов. В зависимости от модели устройства точность позиционирования варьируется от 1 до 100 см и зависит от следующих факторов — количество каналов, частота передачи данных, наличие электронных дифференциалов Glide и e-Dif.
• Дисплей. Лучше, если это будет цветной дисплей с высоким разрешением, с поддержкой дневного и ночного режимов. Это позволит оператору работать с комфортом в любое время суток, не напрягая глаза.
• Корпус. Оборудование, применяемое для работы в поле, должно быть прочным, способным функционировать в условиях запыленности и высокой влажности при вибрационных нагрузках. Поэтому нужно отдавать предпочтение моделям с защитой от пыли и влаги, корпус которых изготовлен из ударопрочного пластика.
• Мощность процессора. Во время работы системе навигации приходится обрабатывать значительные объемы информации, которая постоянно поступает со спутника и от сельхозмашины. Поэтому при выборе агронавигатора нужно обращать внимание на мощность процессора и его способность справляться с нагрузками.
• Дополнительные опции. В зависимости от модели GPS-навигаторы могут иметь автопилот, систему контроля посева, мониторинг внесения пестицидов и другие дополнительные функции.

Рынок сельскохозяйственной техники предлагает большой выбор моделей навигационных устройств отечественных и зарубежных производителей. Ранее российские фермеры устанавливали на свою технику системы навигации TRIMBLE и RAVEN. С 2022 г. ПТЗ начал серийный выпуск тракторов «Кировец», укомплектованных системами автономного вождения «АгроПилот». А начиная с 2023 г. техника выпускается с автопилотом с новым типом навигационного модуля.

Подробнее о системе автономного вождения «Кировец-АгроПилот»

Система «АгроПилот» — это новый программно-аппаратный комплекс блочно-модульного типа на базе ИИ. Для работы GPS-навигатор использует как координаты со спутников, так и данные с камер, установленных на тракторе.

Оснащение сельхозмашин системой «Кировец-АгроПилот» обеспечивает:

• автоматическое управление техникой, включая контроль движения, скорости, тяги, крутящего момента, пробуксовки колес;
• возможность автономного движения трактора на поле по параллельным линиям;
• максимальную точность движения техники по сигналам со спутника с дополнительной корректировкой с камер, установленных на самом тракторе;
• возможность контроля фронтальной зоны с помощью камер машинного зрения, подача сигнала при приближении к препятствию с автоматической остановкой техники;
• возможность настройки рабочих параметров агрегируемого навесного и прицепного оборудования с контролем соблюдения установленных требований.

Особенности работы системы «Кировец-АгроПилот»

Все данные, отображаемые на начальном экране устройства, интегрируемые орудия и параметры ширины перекрытия задаются в «Мастере настроек». Автопилот не требует от оператора специальных навыков для работы. Устройство имеет интуитивно понятный интерфейс.

Контроль движения

Данные, полученные от спутников, совмещенные с алгоритмами машинного зрения, используются для построения траектории движения и управления трактором во время прохождения маршрута, включая контроль скорости движения, остановок, руления, а также для определения вероятности столкновения с возникающими препятствиями.

Автономное вождение

Автономное вождение обеспечивается путем формирования параллельных линий относительно основной линии, проходящей по полю. Она в свою очередь задается оператором при проезде трактора в ручном режиме. После включения режима автовождения GPS-навигатор сравнивает внесенные данные с информацией, полученной от спутника. В том случае, если данные расходятся, устройство подает соответствующую команду в систему гидроуправления для коррекции движения.

Контроль скорости

Нужная скорость поддерживается за счет сравнения заданных параметров с текущей скоростью техники, которую получают от спутника и от датчика скорости трактора. Если эти два параметра не совпадают, навигатор подает управляющий сигнал системе управления коробкой переключения передач.

Параметры передач контролируются с помощью выбора нужного режима работы КПП из значений, которые указаны в библиотеке дополнительного оборудования и выбранного типа навески

Контроль пробуксовки колес

Контроль пробуксовки трактора основывается на отличии значений скорости, которые получены от трактора, и значений, которые фиксируются спутником. Если первые значения превышают вторые, то фиксируется пробуксовка.

Защита от столкновения

Определение вероятности столкновения с препятствиями осуществляется с помощью функционала машинного зрения. Нейросети выполняют анализ данных, полученных от камер, спутникового навигатора, бортовых систем трактора и в случае риска столкновения машина получает сигнал к торможению. Расстояние, на котором система распознает препятствия, достигает 70 м. После того, как помеха движению будет устранена, машина продолжает прохождение маршрута. При необходимости оператор может перехватить управление. Для этого ему достаточно слегка повернуть руль.

Обмен данными

Агросистема в автоматическом режиме передает на электронную почту фермера отчеты о ходе работы, транслирует данные о состоянии техники, ходе рабочих процессов с подтвержденными фото и видео данными.

Преимущества системы «Кировец-АгроПилот»

К преимуществам «АгроПилота» можно отнести следующие факторы:

• Удобное расположение. Дисплей не закрывает приборную панель и не мешает работе оператора.
• Технологичность. Установка агронавигатора не вызывает износ рулевой колонки и насоса-дозатора.
• Быстрая установка. Монтаж устройств возможен как в заводских, так и в полевых условиях.
• Универсальность. Система навигации «АгроПилот» может использоваться для выполнения любых полевых операций, включая обработку поля, сев, внесение удобрений и химикатов, уборку трав.
• Высокая производительность. Система этого типа показывает максимальную производительность и высокую точность позиционирования.
• Надежность. Система «Кировец-АгроПилот» способна стабильно функционировать в сложных погодных условиях и при любом уровне освещения.

Благодаря высокой точности управления трактором сокращается время работы техники при повышении производительности, исключается перерасход топлива, семян и удобрений, а также повышается качество обработки полей и объемы работы за счет меньшей утомляемости оператора. Окупаемость установки системы «АгроПилот» составляет 2 года.